[实用新型]隔离式开关功率转换器

说明书

本实用新型提供了一种隔离式开关功率转换器，包括接地隔离通信信道，跨在用于转换器的变压器的第一侧上的发射器与变压器的第二侧上的接收器之间，信道包括连接到第一电阻器以形成第一高通滤波器的第一电容器和连接到第二电阻器以形成第二高通滤波器的第二电容器，第一高通滤波器对接收的时钟脉冲信号高通滤波以形成第一滤波信号，第二高通滤波器对接收的时钟脉冲信号的补码高通滤波以形成第二滤波信号；接收器包括第一比较器，响应于第一和第二滤波信号之间的差而使比较器输出信号有效；低通滤波器，对比较器输出信号进行低通滤波以形成低通滤波信号；和第二比较器，将低通滤波信号与阈值电压进行比较以形成恢复的数据信号。

技术领域

本申请涉及AC-DC隔离式开关功率转换器，例如反激、正激和谐振转换器，并且更具体地，涉及具有通过接地隔离信道的基于脉冲的通信的隔离式开关功率转换器。

背景技术

隔离式开关功率转换器(例如反激开关功率转换器)通常配有用于电池充电的移动设备，因为其变压器提供了与AC家用电流的安全隔离。这种隔离带来了一个问题，即功率开关可以由初级侧控制器控制，而初级侧控制器又需要协调次级侧上的同步整流器晶体管的循环。初级侧控制器无法通过导线或引线直接控制同步整流器晶体管，因为这样会破坏接地隔离。对于必须控制功率开关晶体管的次级侧控制器来说，会发生类似的问题。

为了适应从初级侧到次级侧或从次级侧到初级侧的控制信号流，通常使用光隔离器。但是，由于光隔离器的电流传输比和其他运行参数差异很大，因此光隔离器的使用很复杂。一种替代方法是使用数字隔离器以高压隔离和准确的时序来传输控制信号。数字隔离器使用高频载波信号在发送侧调制栅极驱动器信号。例如，载波信号的频率可以是一个GHz或更高，具有小于10ns的脉冲宽度失真和50V/ns的共模瞬变抗扰度。

为了在接收侧解调发送的信号，数字隔离器通常需要低通滤波器和相对较快的比较器。此类数字隔离器价格昂贵，并且对于典型的反激转换器应用是超过需求的，在该典型的反激转换器中，共模瞬变抗扰度通常小于1v/ns并且脉宽失真大于50ns。

因此，在本领域中需要反激转换器，其具有在变压器的初级侧和第二侧之间的控制信号的改善的通信。

实用新型内容

本实用新型提供了一种隔离式开关功率转换器，包括：

接地隔离通信信道，所述接地隔离通信信道跨在用于所述隔离式开关功率转换器的变压器的第一侧上的发射器与所述变压器的第二侧上的接收器之间，其中，所述接地隔离通信信道包括第一电容器和第二电容器，所述第一电容器连接到第一电阻器以形成第一高通滤波器，所述第一高通滤波器被配置为对接收的时钟脉冲信号进行高通滤波以形成第一滤波信号，所述第二电容器与第二电阻器连接以形成第二高通滤波器，所述第二高通滤波器被配置为对所述接收的时钟脉冲信号的补码进行高通滤波以形成第二滤波信号；并且其中，所述接收器包括：

第一比较器，所述第一比较器被配置为响应于所述第一滤波信号和所述第二滤波信号之间的差而使比较器输出信号有效；和

低通滤波器，所述低通滤波器被配置为对所述比较器输出信号进行低通滤波以形成低通滤波信号；和

第二比较器，所述第二比较器被配置为将所述低通滤波信号与阈值电压进行比较以形成恢复的数据信号。

在一方面，所述接收器被配置为响应于所述恢复的数据信号的有效来导通开关晶体管，并且响应于所述恢复的数据信号接地而关断所述开关晶体管。

在一方面，所述隔离式开关转换器进一步包括：钳位电路，所述钳位电路被配置为钳位所述第一滤波信号并钳位所述第二滤波信号。

在一方面，所述钳位电路包括：第一对二极管，所述第一对二极管被配置为钳位所述第一滤波信号；和第二对二极管，所述第二对二极管被配置为钳位所述第二滤波信号。